Электровакуумный диод

Устройство и принцип действия. Диод представляет собой электронную лампу,имеющую дваэлектрода: катод и анод. Диод,применяемый как выпрямитель переменного тока,называют кенотро-ном. Он может выполнять и ряд других важных преобразовательных функций.

Конструктивно вакуумный диод оформлен в виде стеклянного или металлического баллона, внутри которого создан высокий вакуум (~10^–5 Па). В баллоне размещают два электрода: анод и катод. Катод является источником свободных электронов, анод служит приемником испускаемых катодом электронов.

Для выяснения принципа действия диода воспользуемся схемой (рис. 33). Цепь питания катода кос-венного накала на схемах обычно не указывается. С потенциометра R _п на участок анод-катод диода по-дается напряжение U _а, называемое анодным. Когда это напряжение положительно, между анодом и ка-

тодом создается ускоряющее электрическое поле. Под его действием электроны, испускаемые катодом,
		устремляются на анод, замыкая цепь анодного тока I а. Необхо-
мА		димо иметь в виду, что здесь использовано условное направле-
	ние тока.
R

^п + Если анодное напряжение отрицательно, электрическое по-

Е а

ле между анодом и катодом становится для электронов тормо-

V

–

зящим и практически ни один электрон электронного облака,

b

T 2

возникающего вокруг катода, не попадает на анод. Цепь анодно-

a

T 1

го тока разорвана, и I а = 0. Отсюда следует важный вывод: диод

I a

нас1

обладает свойством односторонней проводимости.

Рис. 33 Схема установки для снятия

Для расчета схем, в которых применяют диоды, необходимо

вольтамперной характеристики диода

использовать вольтамперные характеристики (рис. 34). Ход ха-

рактеристики объясняется следующим. При отсутствии анодно-

I a1

го напряжения анодный ток лампы равен нулю, хотя вокруг катода и

U a1 U a2 U aнас2

U a

существует электронное облако. С увеличением анодного напряжения

Рис. 34

Вольтамперная

U аанодный ток увеличивается и электронное облако рассасывается.

характеристика диода

Точка а характеристики соответствует такому режиму работы, когда

анодный ток оказывается равным эмиссионному току, т.е. электронное облако полностью рассосалось. Для диодов с простыми катодами этот ток называется током насыще-ния. Ему соответствует анодное напряжение U _{а нас}.

Для изменения тока насыщения необходимо менять температуру катода. Активированные катоды не имеют ярко выраженного участка насыщения характеристики (участок ab, рис. 34).

Параметры диодов. Внутреннее сопротивление R_i= ∆ U _а/ I _а,т.е.отношение приращения анодногонапряжения к приращению анодного тока на рабочем участке характеристики (участок 0 а, рис. 34). Для выпрямительных ламп (кенотронов) его значения порядка нескольких сотен ом. Допустимая мощность рассеяния на аноде Р _{а доп} выделяется при бомбардировке его электронами и при разогревании анода до некоторой допустимой температуры. Превышение Р _{а доп} может привести к расплавлению анода. Для со-временных анодов Р _{а доп} колеблется в пределах от долей ватт до десятков ватт.

Максимальный анодный ток I _{а max} ограничен током эмиссии катода, а также перегревом катода и анода. Значения I _{а max} обычно лежат в пределах от 0,01 до 1 А.

Максимальное обратное напряжение U _{обр. max} – это такое максимальное анодное напряжение обрат-ной полярности, при котором еще не наступает пробой промежутка между анодом и катодом. Оно зави-сит от электрической прочности диода и лежит в пределах от десятков вольт до десятков киловольт.

Дата добавления: 2015-05-06